燃油计量装置的研究是发动机控制系统研制中的重要环节,对其进行特性仿真有助于缩短发动机的研制周期、降低发动机设计风险、减少实验成本。旋转直驱阀(Rotate Direct Drive Valve)由电机直接驱动,可以根据燃油计量装置的状态和使用工况,实现力矩的自适应调节;RDDV不存在小孔结构,对工作液压力不敏感、系统抗污染能力强;同时RDDV取消了敏感元件、放大原件和弹性元件,系统结构简单。凭借这些优势,RDDV在航空航天领域,尤其是燃油计量装置中得到了越来越广泛的关注。但是,RDDV系统通过电机直接驱动阀芯旋转的结构不存在限位机构,对系统的动态响应和位置精度提出了很高的要求;于此同时,有限转角力矩电机在驱动阀芯转动时,会受到未知扰动的影响,因此要求系统有较强的抗干扰能力,即必须保证系统的鲁棒性、稳定性和负载适应性。对燃油计量装置的控制系统提出了很高的要求。针对以上问题,本文开展了以下研究:1.研究了燃油计量装置的基本工作原理,根据各个部件(齿轮泵、等压差活门、旋转直驱阀)的数学模型利用AMESim仿真软件建立了燃油计量装置的仿真模型,并通过对各个部件进行仿真分析验证模型的正确性;2.针对旋转直驱阀响应慢,超调大,振荡次数多等问题,提出采用位置环/电流环双闭环PID控制系统,并与模糊控制相结合,实现控制参数的自整定。在MATLAB平台上对控制系统进行建模仿真。仿真结果表明:采用上述控制方法能有效的改善系统的动态响应;3.通过将AMESim软件和MATLAB软件的接口串联,得到机械液压模块和控制系统模块的联合模型,并进行了由RDDV驱动的燃油计量系统的特性仿真分析。首先选取了3组不同的压差,对等压差活门的稳态和动态特性进行研究;其次在不同的压差和阀芯面积梯度下,对旋转直驱阀的开度和输出燃油流量特性进行仿真分析;最后,从系统稳定性的角度出发,通过频域分析说明了等压差活门弹簧腔前端节流孔的必要性,同时选取不同的节流孔孔径,对系统进行时域分析,探究节流孔孔径对系统的影响;4.在燃油调节系统仿真分析的基础上研究了等压差活门弹簧的弹性系数、等压差活门的横截面积和回油孔面积3个参数的优选设计方法。本文对基于旋转直驱阀的数控燃油计量装置进行设计计算、建模仿真以及改进优化进行了较系统的研究,对航空发动机控制系统的研制亦有一定的工程价值。